Calculateur de poussée : 5 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Dans ce projet, je vais décrire comment j'ai fait une configuration qui surveille la tension, le courant, la poussée développée par l'hélice et la vitesse du moteur. Le système m'a coûté très peu à faire et fonctionne parfaitement. J'ai ajouté une feuille Excel qui contient des données pour la première exécution réussie. J'ai également ajouté des graphiques car ils décrivent les données en une seule fois. J'espère que vous aimez le projet et s'il y a une confusion ou une question ou des suggestions, veuillez commenter ci-dessous ou m'envoyer un message.

J'ai ajouté un document détaillé d'un projet très similaire que j'avais fait auparavant. Téléchargez-le pour encore plus de détails

Fournitures en plus de votre ESC et Motor-

• Conseil de perf
• Résistance shunt
• LM324
• Fils
• Bois
• Charnière
• Arduino

Étape 1: fabrication du capteur de poussée

Le capteur de poussée à la base n'est qu'un capteur de force. La façon la plus courante de mesurer la force est d'utiliser une cellule de charge. J'ai cependant décidé d'aller un peu à l'ancienne et j'ai développé mon propre capteur. Cela m'a été particulièrement possible car je me suis récemment procuré une imprimante 3D et, par conséquent, la fabrication de pièces personnalisées n'était pas un problème.

Le capteur comporte deux parties principales, le ressort et le capteur. Le ressort, comme nous le savons tous, donnera un déplacement d'une quantité proportionnelle à la force qui lui est appliquée. Cependant, il est très difficile de trouver un petit ressort avec la bonne rigidité et la bonne taille et même si vous en trouvez un, c'est un autre cauchemar de le configurer correctement et de le faire fonctionner comme vous le souhaitez. J'ai donc complètement remplacé le ressort par une bande d'aluminium de 2 mm d'épaisseur et d'environ 25 mm de largeur.

La poutre en porte-à-faux doit être tenue très fermement à une extrémité, sinon les valeurs iront mal à coup sûr. J'ai également fait une fixation spéciale à l'autre extrémité pour qu'elle soit facile à coupler au reste du système.

La poutre en porte-à-faux a ensuite été fixée au potentiomètre coulissant linéaire par une tige de couplage qui a également été imprimée en 3D.

J'ai imprimé tous les trous de couplage un peu plus petits que le diamètre de filetage des vis que j'avais afin qu'il n'y ait aucun jeu dans le système. Le support du potentiomètre a également été imprimé en 3D comme le reste.

Étape 2: Capteur de vitesse

L'une de mes principales inventions de ma vie (jusqu'à ce jour) est le capteur de vitesse destiné à mesurer la vitesse angulaire de n'importe quel appareil. Le cœur du système est un aimant et un capteur à effet Hall. Chaque fois que l'aimant traverse le capteur à effet Hall, la sortie chute. Cela nécessite une résistance de rappel entre la sortie et la ligne 5V. Ce travail est effectué par la résistance de rappel interne de l'arduino. Les aimants sont disposés sur un anneau à deux pôles extrêmes. Cela aide à équilibrer les poids du système. Le capteur à effet Hall est placé dans une fente dédiée qui a été imprimée en 3D. Le support est conçu de telle sorte que la hauteur et la distance peuvent être ajustées.

Chaque fois que l'aimant est près du capteur à effet Hall, la sortie du capteur devient faible. Cela déclenche l'interruption sur l'arudino. La fonction de déclenchement prend alors note de l'heure.

Connaissant le temps entre deux croisements, on peut facilement déterminer la vitesse angulaire de n'importe quel corps en rotation.

Ce système fonctionne parfaitement et je l'ai utilisé dans un autre de mes projets.

Étape 3: Tension

Il s'agit essentiellement de mesurer la puissance consommée par l'esc et donc le moteur. mesurer la tension est la chose la plus simple que l'on apprenne en utilisant arduino. Utilisez des broches analogiques pour mesurer toute tension jusqu'à 5 V et utilisez un diviseur de tension pour toute tension supérieure à 5 V. Ici, les conditions étaient telles que la batterie pouvait atteindre une tension maximale de 27 ish volts. J'ai donc fait un diviseur de tension pour faire un diviseur qui délivre 5 volts sous une alimentation de 30 V.

Assurez-vous également de ne pas court-circuiter accidentellement les lignes + et -, ce qui pourrait facilement provoquer un incendie.

Étape 4: mesure du courant

Mesurer le courant ou gérer le courant sous quelque forme que ce soit nécessite des connaissances et une expérience de ce que vous voulez faire. Les shunts que j'ai utilisés étaient quatre résistances de 0,05 ohm 10W. Cela signifie qu'ils peuvent gérer un courant de (P/R)^.5 = (40/.0125)^.5 = 56.56A. C'était plus que suffisant pour moi.

Assurez-vous de faire des traces de soudure épaisses et d'utiliser des fils épais lorsque vous faites face à des courants aussi importants. Jetez un œil à l'arrière de mon circuit, en particulier dans la région du shunt où des fils super épais sont utilisés

Il est également important d'utiliser des filtres passe-bas en combinaison avec les shunts. J'ai ajouté une image du tirage actuel de l'ESC tel que mesuré par mon DSO138. Il s'agit d'un très gros charabia à traiter par arduino et, par conséquent, un filtre passif signifierait beaucoup pour arduino. J'ai utilisé un condensateur 1uF en combinaison avec un pot de 100k pour faire le filtre.

S'il vous plaît contactez-moi si vous avez des doutes dans cette section. Cela peut détruire votre batterie si cela n'est pas fait correctement.

Étape 5: Téléchargez le programme et établissez des connexions

• SORTIE DU CAPTEUR À EFFET HALL = D2
• SORTIE DE L'AMPLIFICATEUR DU CAPTEUR DE FORCE = A3
• SORTIE DU DIVISEUR DE TENSION = A0
• SORTIE AMPLIFICATEUR DE COURANT = A1

La première ligne du programme est le temps en secondes. C'est important si vous voulez mesurer l'accélération ou tout ce qui dépend du temps.

Vous avez terminé ici et collectez maintenant tous les types de données de votre nouvel appareil.